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喷油方式

/injection mode/
条目作者程勇

程勇

最后更新 2022-12-23
浏览 101
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内燃机根据运行工况采用的燃油喷射方式。

英文名称
injection mode
所属学科
工程热物理及动力工程

压燃式内燃机由于其使用的燃油不易挥发,都采用缸内喷射方式。点燃式内燃机根据混合气组织方式的不同,喷油方式可分为缸内喷射和缸外喷射两种。采用缸外喷射时,喷油方式又可分为在进气管喷射的单点喷射和在进气歧管喷射的多点喷射。

采用单点喷射时,喷油器安装在节气门体上,为了获得最佳的雾化效果,喷油器一般位于节气门前气流最快的地方。喷出的燃料中有部分细小油滴随气流运动直接进入气缸,大颗粒的燃油会在进气道管壁上形成油膜,吸热、挥发后与进气气流混合,经由进气歧管分配到各个气缸,因此进气歧管的设计对混合气的输运和分配有重大影响。单点喷射系统存在较长的混合气形成路径,对内燃机瞬态工况的排放不利。

采用多点喷射时,喷油器安装在进气歧管上,每个气缸设置一个喷油器,分别向各自的进气阀背面喷油,燃油吸热、挥发,并与进气气流混合进入气缸。可以按照每个缸的喷油正时分别进行喷油,具有响应迅速、喷油控制精度高的优点,但由于存在壁面油膜,存在液态燃油在进气阀打开时随气流进入气缸的现象。根据燃油喷射过程中进气阀是否开启,多点喷射可分为闭阀喷射模式和开阀喷射模式。闭阀喷射时,燃油喷射到空气静止的进气道中,燃油喷雾一部分散布在进气道空间内,一部分冲击到高温的进气阀背面或进气道喉口内壁发生碰撞,在壁面形成油膜。由于燃油喷射在进气行程开始前就已经完成喷油,使燃油有充足的汽化混合时间,同时利用进气道中的高温气氛和碰撞二次雾化来加快燃油雾化蒸发,因此可以获得均质程度较好的混合气。闭阀喷射一般适用于中小负荷工况。开阀喷射模式是在进气阀开启状态下进行燃油喷射,此时进气道内气体处于高速运动状态,直径较小的油粒在气流作用下会发生偏转,大部分燃油会以液态形式进入气缸,在缸内边蒸发边混合。由于液滴在缸内混合时间相对较短,到压缩上止点附近缸内混合气浓度分布并不均匀。开阀喷射一般适用于大负荷工况。

缸内喷射通过在气缸盖上安装喷油器,将燃油直接喷入气缸,这种方式避免了充量效率损失,对喷油做到了真正精准的控制,由于从喷油到点火的混合气形成时间相对较短,同时压缩冲程喷射时喷射背压高,因此需要采用高压喷射。

气体燃料可采用预混方式,借助燃气调节器和混合器,让燃料在进气管内与空气混合后进入气缸。预混方式所用装置结构较简单,控制方便,但难于精确控制混合气的空燃比。气体燃料也可像汽油一样,采用单点喷射、多点喷射或缸内直接喷射方式。由于气体燃料不存在附壁油膜现象,采用多点喷射,当通过调整喷射持续期调整燃气喷射量时,会导致从进气门进入气缸的混合气存在不均匀现象。

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